鑽石舞台

粉末塗料是一種以空氣為載體進行分散並塗裝的塗料品種，有極高的生產效率、優異的塗膜性能、良好的生態環保性和突出的經濟性。在世界範圍內，粉末塗料每年以10%以上的速度增長，是具有廣闊發展前景的塗料品種之一。

粉末塗料在烘烤成膜過程中，許多現象都是和表面張力緊密相關的，例如：縮孔、桔皮、針孔、脫層等。本文根據表面張力的基礎理論，對成膜過程出現的一些現象談點看法，也許能給從事粉末塗料技術研究的同仁們有所幫助。

1 粉末塗料成膜過程

粉末塗料一般以粉末狀態存在，必須熔融後才能附着在被塗物上面，流平後固化成膜，一般需要經過三個過程：

(1) 從單獨的粉末顆粒，聚集成為一層連續的、不平整的膜，此過程稱為聚集過程；

(2) 從連續不平整的表面流淌形成較為光滑與平整的表面，即流平過程 ；

(3) 熔融的塗液通過交聯反應，粘度不斷提高，最後固化為堅硬的塗膜 ，稱為固化過程。

見圖1表示這三個過程。

2 粉末塗料的表面張力問題

2.1 桔皮

桔皮是粉末塗料成膜過程液體流動的一種局部渦流效應，也稱着貝納德的旋渦，這是由於粉末塗料熔融時粘度變化導致了表面張力的變化，這樣便形成高粘度低表面張力的塗液下沉至渦流的中間(即後來的凹陷部位)；低粘度高表面張力的塗液上升至渦流的周邊(即後來的凸處部位)，見圖2桔皮的形成。

為了減少桔皮的影響可採取如下措施：

(1) 正規的噴塗和烘烤。一次塗層太厚或烘烤升溫過快都會導致桔皮明顯，一次塗層應在(50～70)μm為宜。另外，控制熔融流平的時間應長些 ，這樣有利於粉末塗層的流平；

(2) 增加粉末塗料的粘度。據上述對桔皮的形成原因，增加粉末塗料熔融時的粘度，可以增大熔融時的流動阻力，減少桔皮；

(3) 恰當地選用流平劑。一般粉末塗料選用的流平劑應具備兩種效應。即潤濕效應和流平效應，潤濕效應是在粉末處於100℃左右時，增加對體系的流平結合，此時表面張力儘量小一點；當大於 150 ℃ 時流平應該才是主要的，粉末的表面張力應大一點，以增加流平性。所以通常流平劑一般含兩種以上的材料。

2.2 縮孔

縮孔是指在粉末塗料成膜時，表面由於低表面張力的點引起的特殊缺陷。若用電子顯微鏡觀察，縮孔大多數是由未被充分潤濕的小顆粒與周圍不相容的樹脂所形成的圓渦，即在一個較大的下陷圓渦中有一個突出的小點。

如圖3所示，塗膜從低表面張力點流到高表面張力點形成縮孔 ，一般低表面張力點可能是加工過程中的灰塵、油滴等，也可能是未被充分潤濕的粉料。

為了減少縮孔的影響，可以採取如下措施：

(1) 保持整個加工環境的清潔。為避免由於外部環境而產生縮孔，要特別注意整個工作環境的清潔；

(2) 恰當選取一些潤濕劑可以有效潤濕，並且對可能引起縮孔的顆粒進行很好的分散；

(3) 增加粉末塗料的粘度。

2.3 針孔

針孔是指粉末塗料從熔融到固化的時間裡 , 粉末塗料中的氣體從底層穿過高粘度的、已接近封閉的彈性樹脂層到達塗層表面 , 未能逸出而形成的缺陷。

一般來說 , 粉末塗料中的氣體是由原料中的低分子物質、被塗工件表面吸附的揮發物在粉末噴塗過程中所引起的 , 或者說是在粉末塗料固化過程中產生的。這些氣泡在熔融狀態的塗膜中 , 形成一定數量的氣泡群 , 如前所述 , 氣泡的形成需要大量的表面積 , 這些表面積的產生則與塗膜的表面張力相反抗 , 當其表面張力較低時 , 形成一定量的穩定氣泡 , 所需的能量也比較低。

氣泡在正常情況下 , 由於小氣泡的壓力比大氣泡中的壓力高 , 小氣泡中的氣體通過相鄰界膜向大氣泡中進行擴散 , 所以小氣泡會不斷變小 , 大氣泡會不斷變大 , 最終使得氣泡膜越來越薄 , 最終破滅。

為了減少針孔 , 可採取如下措施：

(1) 嚴格控制表面處理質量和噴塗工藝。表面處理好的工件，要求不能含有污點、斑點等小分子物質依附其上。如果是像鑄鐵等大工件，建議先預熱一下，另外空壓機要經常放水，靜電噴塗時要控制一定的塗膜厚度, 建議不要超過100μm；

(2) 恰當選用消泡劑。一般粉末塗料用的消泡劑是苯偶姻 (又稱安息香 ), 也有一些用於特殊場合的透氣劑。一般消泡機理可簡述如下：首先是消泡劑和氣泡的接觸，然後是消泡劑在氣泡界面上的展布，再次是消泡劑進入氣泡或置換氣泡膜，最後是氣泡破滅。

2.4 其它

當粉末塗料和底材表面張力或表面能沒有調整好時，若底材表面能與塗膜表面張力稍不匹配或塗層很厚時, 可能會出現附着力差的現象；嚴重不匹時，還會出現脫層。另外，用金屬粉時，會出現一些花點 ，這是因為在噴塗時帶入了一些低表面張力的物質。

3 結語

由於表面張力是粉末塗料成膜的關鍵因素，故如何認識表面張力，並更好地結合粉末塗料的自身特點，提高其塗膜性能，有着非常重要的意義。

隨着熱固性粉末塗料產品不斷地推陳出新，如UV固化、低溫固化、超耐候等相繼出現，為粉末塗料在各個領域的應用提供了更廣闊的發展空間。

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